JP2001178725A - 体積計測装置及び超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単で信頼性の高い楕円体の体積計測を行
う。 【解決手段】 ステップＳ３１でカーソルを中点計算部
が計算した断層画像の第１の軸の中点を初期位置として
表示し、ステップＳ３２でカーソルを移動させ、ステッ
プＳ３３で第２の軸の始点を確定する。次に、ステップ
Ｓ３４でカーソルを断層画像の第１の軸の中点を初期位
置として表示し、ステップＳ３５でカーソルを移動さ
せ、ステップＳ３６で終点を確定し処理を終了する。ス
テップＳ３２及びＳ３５におけるカーソルは、ＣＰＵの
カーソル制御部の移動方向制御部により、中点計算部に
より計算された中点を通る第１の軸に垂直方向のみに移
動方向が制御される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、楕円体の体積計測
を行う体積計測装置及び超音波診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、先端部内に超音波探触子を備えた
超音波プローブを体腔内に挿入し、超音波探触子より超
音波を送受することにより、生体臓器の超音波画像を得
て診断を行う超音波診断装置が用いられるようになって
きた。

【０００３】生体臓器の１つとして前立腺があるが、こ
の前立腺の診断に於いては、その形状のみならず、体積
も重要な診断要素となっている。

【０００４】このため、図１０に示すように、超音波診
断装置に設けられたＣＰＵ１００は、超音波診断装置で
の画像処理モードを制御するモード制御部１０１と、モ
ード制御部１０１による体積計測モードの際に臓器画像
上の各点を指定するカーソル制御部１０２と、カーソル
制御部１０２により指定された各点に基づき臓器の体積
を演算する体積演算部１０３という機能が与えられてい
る。カーソル制御部１０２は、初期位置にカーソルを位
置させる初期位置制御部１０４及びカーソルを任意の位
置に移動させる移動制御部１０５からなり、モード制御
部１０１及びカーソル制御部１０２はキーボード１０６
からの入力信号に基づき各制御を実行する。

【０００５】具体的には、前立腺の超音波診断を行う
と、図１１（ａ）に示すように、前立腺の断層画像１１
０がモニタ１１１に表示される。このとき、モニタ１１
１には、患者ＩＤ（ＩＤ）や患者名（ＮＡＭＥ）等の文
字情報が断層画像１１０と合成され文字情報エリア１１
２に表示される。

【０００６】そして、モード制御部１０１において体積
計測モードが設定されると、図１１（ｂ）に示すよう
に、断層画像１１０を表示したモニタ１１１の断層画面
中央を初期位置としてカーソル１１３を表示させる。こ
の際、文字情報エリア１１２には、体積計測モードにあ
ることが「ＶＯＬ」として表示される。

【０００７】続いて、図１１（ｃ）に示すように、初期
位置にあるカーソル１１３をキーボード１０６に設けら
れらた図示しない矢印キーあるいはトラックボール等の
ポインティングデバイスを用いて断層画像１１０上で移
動させ、断層画像１１０において横方向の境界間が最大
となる一方の境界点Ａにカーソル１１３を移動させ、キ
ーボード１０６に設けられらた図示しない確定キーを押
すことにより、その境界点Ａにマーカ１１４ａを表示さ
せる。

【０００８】境界点Ａにマーカ１１４が表示されると、
図１１（ｄ）に示すように、再びモニタ１１１の断層画
面中央を初期位置としてカーソル１１３が表示され、こ
の初期位置にあるカーソル１１３をキーボード１０６に
設けられらた図示しない矢印キーあるいはトラックボー
ル等のポインティングデバイスを用いて断層画像１１０
上で移動させ、断層画像１１０において横方向の境界間
が最大となる他方の境界点Ｂにカーソル１１３を移動さ
せ、キーボード１０６に設けられらた図示しない確定キ
ーを押すことにより、その境界点Ｂにマーカ１１４ｂを
表示させる。

【０００９】同様に、境界点Ｂにマーカ１１４ｂが表示
されると、図１１（ｅ）に示すように、再びモニタ１１
１の断層画面中央を初期位置としてカーソル１１３が表
示され、図１１（ｆ）に示すように、この初期位置にあ
るカーソル１１３をキーボード１０６に設けられらた図
示しない矢印キーあるいはトラックボール等のポインテ
ィングデバイスを用いて断層画像１１０上で移動させ、
断層画像１１０において縦方向の境界間が最大となる一
方の境界点Ｃにカーソル１１３を移動させ、キーボード
１０６に設けられらた図示しない確定キーを押すことに
より、その境界点Ｃにマーカ１１４ｃを表示させる。

【００１０】さらに同様に、境界点Ｃにマーカ１１４ｃ
が表示されると、図１１（ｇ）に示すように、再びモニ
タ１１１の断層画面中央を初期位置としてカーソル１１
３が表示され、この初期位置にあるカーソル１１３をキ
ーボード１０６に設けられらた図示しない矢印キーある
いはトラックボール等のポインティングデバイスを用い
て断層画像１１０上で移動させ、断層画像１１０におい
て縦方向の境界間が最大となる他方の境界点Ｄにカーソ
ル１１３を移動させ、キーボード１０６に設けられらた
図示しない確定キーを押すことにより、その境界点Ｄに
マーカ１１４ｄを表示させる。

【００１１】そして、断層画像１１０を線分ＡＢ及び線
分ＤＣを長軸及び短軸とする楕円と見なし、前立腺をこ
の楕円を線分ＤＣを軸に回転させた回転楕円体として体
積計測を行う。

【００１２】すなわち、線分ＡＢの長さをＸ、線分ＤＣ
の長さをＹとした場合、前立腺の体積Ｖが、 Ｖ＝πＸ²Ｙ／６ として計測される。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前立腺
を回転楕円体として体積計測を行う際には、線分ＤＣは
線分ＡＢの中点を通る線分ＡＢに垂直な線分である必要
がある。従来の体積計測の際の線分ＤＣの指定は、ユー
ザのカーソル移動操作に依存しているために、線分ＤＣ
が線分ＡＢの中点を通る線分ＡＢに垂直な線分となる保
証はなく、そのため、計測の度に線分ＤＣの指定が異な
ることとなり、体積計測結果に再現性がなく、信頼性を
欠くといった問題がある。

【００１４】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、簡単で信頼性の高い楕円体の体積計測を行うこ
とのできる体積計測装置及び超音波診断装置を提供する
ことを目的としている。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の体積計測装置
は、略楕円画像の第１の軸を指定する第１軸指定手段
と、前記第１の軸の中点を算出する中点算出手段と、前
記中点を通り前記第１の軸に垂直な直線上に前記略楕円
画像の第２の軸を指定する第２軸指定手段と前記第１の
軸の長さを算出する第１長さ算出手段と、前記第２の軸
の長さを算出する第２長さ算出手段と、前記第１の軸の
長さ及び前記第２の軸の長さに基づき前記略楕円画像の
回転楕円体の体積を算出する体積算出手段とを備えて構
成される。

【００１６】本発明の超音波診断装置は、生体内に挿入
し超音波を送受する超音波プローブと、前記超音波プロ
ーブからの前記超音波の反射波に基づき前記生体内の臓
器の超音波画像を生成する超音波画像処理手段とからな
る超音波診断装置において、前記超音波画像処理手段
は、前記臓器が略楕円体形状の際の前記臓器の体積を算
出する体積算出手段を有し、前記体積算出手段は、前記
臓器の略楕円の超音波画像の第１の軸を指定する第１軸
指定手段と、前記第１の軸の中点を算出する中点算出手
段と、前記中点を通り前記第１の軸に垂直な直線上に前
記臓器の略楕円の超音波画像の第２の軸を指定する第２
軸指定手段と前記第１の軸の長さを算出する第１長さ算
出手段と、前記第２の軸の長さを算出する第２長さ算出
手段と、前記第１の軸の長さ及び前記第２の軸の長さに
基づき前記略楕円体形状の前記臓器の体積を演算する体
積演算手段とを備えて構成される。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態について述べる。

【００１８】図１ないし図９は本発明の一実施の形態に
係わり、図１は超音波診断装置の構成を示す構成図、図
２は図１の超音波診断装置本体の構成を示す構成図、図
３は図１のキーボードの構成を示す構成図、図４は図２
のＣＰＵの構成を示す機能ブロック図、図５は図１の超
音波診断装置の作用を説明する第１の説明図、図６は図
１の超音波診断装置での体積計測の処理の流れを示すフ
ローチャート、図７は図１の超音波診断装置の作用を説
明する第２の説明図、図８は図６のステップＳ８の処理
の流れを示すフローチャート、図９は図６のステップＳ
９の処理の流れを示すフローチャートである。

【００１９】図１に示すように、本実施の形態の超音波
診断装置１は、先端部２内に超音波探触子（図示せず）
を備え体腔内に挿入する超音波プローブ３と、超音波プ
ローブ３に対して超音波の送受を行い超音波画像を生成
しモニタ４に超音波画像を表示させる超音波診断装置本
体５と、超音波診断装置本体５に種々の入力を行うキー
ボード６とから構成される。

【００２０】超音波診断装置本体５は、図２に示すよう
に、超音波プローブ３に対して超音波の送受を行う送受
回路１１と、送受回路１１からの極座標の超音波エコー
データを直交座標画像データに変換するＤＳＣ（デジタ
ルスキャンコンバータ）１２と、キーボード６からの入
力に基づき超音波診断装置本体５内を制御するＣＰＵ１
３と、ＣＰＵ１３の制御に応じた文字情報を生成するキ
ャラクタ生成回路１４と、ＤＳＣ１２からの直交座標画
像データ及びキャラクタ生成回路１４からの文字情報を
合成して合成画像を生成しモニタ４に合成画像を表示さ
せる映像合成回路１５とから構成される。

【００２１】キーボード６は、図３に示すように、文字
入力を行う複数のキーからなる文字入力部２１と、モニ
タ４上でのカーソルの移動あるいはスクロール等を指示
するための矢印キー部２２と、モニタ４上での点にマー
カを指定するマーカ指定部２３と、ＣＰＵ１３に対して
超音波診断装置本体５の動作モードを指定するためのメ
ニューキー２４と、メニューキー２４でのモード指定を
解除するクリアキー２５と、モニタ４上の画像を静止さ
せるフリーズキー２６と、モニタ４上の画像を図示しな
いプリンタにプリントさせるプリントキー２７等からな
り、マーカ指定部２３は、マーカ指定のためのカーソル
を初期位置に表示させるためのカーソルキー２８と、カ
ーソルキー２８により初期位置に表示されたカーソルを
モニタ４上で移動させるトラックボール２９と、トラッ
クボール２９により所望の位置に移動させたカーソル位
置を確定しその位置にマーカを表示させる確定キー３０
とから構成されている。

【００２２】ＣＰＵ１３は、図４に示すように、超音波
診断装置本体５の動作モードを指定するモード制御部３
１と、モード制御部３１による体積計測モードの際にモ
ニタ４上の臓器画像上の各点を指定するカーソル制御部
３２と、カーソル制御部３２により指定された各点に基
づき臓器の体積を演算する体積演算部３３という機能が
与えられている。

【００２３】カーソル制御部３２は、初期位置にカーソ
ルを位置させる初期位置設定テーブル３４と、カーソル
を臓器画像を楕円として見なした際の第１の軸を指定す
るための臓器画像の境界位置に移動させる移動制御部３
５と、移動制御部３５により指定された第１の軸の中点
位置を計算する中点計算部３６と、中点計算部３６によ
り計算された中点を通る第１の軸に垂直方向のみカーソ
ルの移動を制御する移動方向制御部３７とからなり、モ
ード制御部３１及びカーソル制御部３２はキーボード６
からの入力信号に基づき各制御を実行する。

【００２４】このように構成された本実施の形態の作用
について説明する。前立腺を超音波により診断する際
は、図５に示すように、超音波プローブ３を肛門４１か
ら挿入し超音波プローブ３の先端部２を直腸内で前立腺
４２が位置する位置に配置する。

【００２５】すなわち、図６に示すように、ステップＳ
１で図５に示したように超音波プローブ３を体腔内に挿
入する。そして、ステップＳ２で送受回路１１により超
音波プローブ３から超音波を送信し、ステップＳ３で超
音波の反射波を送受回路１１で受信する。次にステップ
Ｓ４でＤＳＣ１２で反射波である極座標の超音波エコー
データを直交座標画像データに変換し、ステップＳ５で
映像合成回路１５によりＤＳＣ１２からの直交座標画像
データ及びキャラクタ生成回路１４からの文字情報を合
成して合成画像を生成しモニタ４に合成画像を表示させ
る。

【００２６】このステップＳ５により、図７（ａ）に示
すように、前立腺４２の断層画像５０がモニタ４に表示
される。このとき、モニタ４には、患者ＩＤ（ＩＤ）や
患者名（ＮＡＭＥ）等の文字情報が断層画像５０と合成
され文字情報エリア５２に表示される。

【００２７】次に、ステップＳ６でキーボード６のメニ
ューキー２４により体積計測モードに入る。このステッ
プＳ６により、図７（ｂ）に示すように、断層画像５０
を表示したモニタ４の断層画面中央を初期位置としてカ
ーソル５３を表示させ、ステップＳ７で文字情報エリア
５２に、体積計測モードにあることを「ＶＯＬ」として
表示する。

【００２８】そして、ステップＳ８及びステップＳ９で
カーソルを制御して後述する楕円とみなした断層画像５
０の長短軸である第１の軸及び第２の軸を指定して、ス
テップＳ１０で指定された第１の軸及び第２の軸に基づ
き断層画像５０を回転させた楕円体の体積を計算し、ス
テップＳ１１でその結果を文字情報エリア５２に表示し
処理を終了する。

【００２９】ステップＳ８の処理は、詳細には、図８に
示すように、ステップＳ２１で初期位置設定テーブル３
４によりカーソル５３を断層画像５０を表示したモニタ
４の断層画面中央を初期位置として表示し、ステップＳ
２２でカーソル５３を移動させ、ステップＳ２３で第１
の軸の始点を確定する。

【００３０】このステップＳ２２により、図７（ｃ）に
示すように、初期位置（モニタ４の画面中央）にあるカ
ーソル５３をキーボード６に設けられらたトラックボー
ル２８を用いて断層画像５０上で移動させ、断層画像５
０において横方向の境界間が最大となる一方の境界点Ａ
にカーソル５３を移動させ、ステップＳ２３によりキー
ボード６に設けられらた確定キー２９を押すことによ
り、その境界点Ａにマーカ５４ａを表示させ、始点を確
定する。

【００３１】次に、ステップＳ２４で初期位置設定テー
ブル３４によりカーソル５３を断層画像５０を表示した
モニタ４の断層画面中央を初期位置として表示し、ステ
ップＳ２５でカーソル５３を移動させ、ステップＳ２６
で第１の軸の終点を確定し処理を終了する。

【００３２】このステップＳ２５により、図７（ｄ）に
示すように、初期位置（モニタ４の断層画面中央）にあ
るカーソル５３をキーボード６に設けられらたトラック
ボール２８を用いて断層画像５０上で移動させ、断層画
像５０において横方向の境界間が最大となる他方の境界
点Ｂにカーソル５３を移動させ、ステップＳ２６により
キーボード６に設けられらた確定キー２９を押すことに
より、その境界点Ｂにマーカ５４ｂを表示させ終点を確
定する。この線分ＡＢにより断層画像５０の第１の軸が
指定されたことになる。

【００３３】ステップＳ９の処理は、詳細には、図９に
示すように、ステップＳ３１で初期位置設定テーブル３
４によりカーソル５３を中点計算部３６が計算した断層
画像５０の第１の軸の中点を初期位置として表示し、ス
テップＳ３２でカーソル５３を移動させ、ステップＳ３
３で第２の軸の始点を確定する。

【００３４】このステップＳ３１により、図７（ｅ）に
示すように、カーソル５３を断層画像５０の第１の軸の
中点を初期位置として表示し、ステップＳ３２により、
図７（ｆ）に示すように、初期位置（第１の軸の中点）
にあるカーソル５３をキーボード６に設けられらたトラ
ックボール２８を用いて断層画像５０上で移動させ、断
層画像５０において縦方向の境界間が最大となる一方の
境界点Ｃにカーソル５３を移動させ、ステップＳ３３に
よりキーボード６に設けられらた確定キー２９を押すこ
とにより、その境界点Ｃにマーカ５４ｃを表示させ、始
点を確定する。

【００３５】ここで、ステップＳ３２におけるカーソル
５３は、ＣＰＵ１３のカーソル制御部３２の移動方向制
御部３７により、中点計算部３６により計算された中点
を通る第１の軸に垂直方向のみに移動方向が制御され
る。

【００３６】次に、ステップＳ３４で初期位置設定テー
ブル３４によりカーソル５３を断層画像５０の第１の軸
の中点を初期位置として表示し、ステップＳ３５でカー
ソル５３を移動させ、ステップＳ３６で終点を確定し処
理を終了する。

【００３７】このステップＳ３５及びＳ３６により、図
７（ｇ）に示すように、初期位置（第１の軸の中点）に
あるカーソル５３をキーボード６に設けられらたトラッ
クボール２８を用いて断層画像５０上で移動させ、断層
画像５０において縦方向の境界間が最大となる他方の境
界点Ｄにカーソル５３を移動させ、ステップＳ３６によ
りキーボード６に設けられらた確定キー２９を押すこと
により、その境界点Ｄにマーカ５４ｄを表示させ終点を
確定する。この線分ＣＤにより断層画像５０の第２の軸
が指定されたことになる。

【００３８】ここで、ステップＳ３５におけるカーソル
５３もまた、ＣＰＵ１３のカーソル制御部３２の移動方
向制御部３７により、中点計算部３６により計算された
中点を通る第１の軸に垂直方向のみに移動方向が制御さ
れる。

【００３９】そして、上述したように、図６におけるス
テップＳ１０で第１の軸及び第２の軸に基づき断層画像
５０を回転させた楕円体の体積を計算する。すなわち、
線分ＡＢの長さをＸ、線分ＤＣの長さをＹとした場合、
前立腺の体積Ｖが、 Ｖ＝πＸ²Ｙ／６ として計測される。

【００４０】このように本実施の形態では、前立腺の断
層像を楕円と見なし、楕円の第１の軸を指定した後、演
算により第１の軸の中点を求め、楕円の第２の軸の指定
の際には、第２の軸この中点を通る垂直方向に規制して
指定するので、常に、第１の軸に対して垂直でその中点
を通るように第２の軸を指定することができるので、簡
単で信頼性の高く、再現性のある前立腺（楕円体）体積
計測を行うことができる。

【００４１】［付記］ （付記項１） 略楕円画像の第１の軸を指定する第１軸
指定工程と、前記第１の軸の中点を算出する中点算出工
程と、前記中点を通り前記第１の軸に垂直な直線上に前
記略楕円画像の第２の軸を指定する第２軸指定工程と前
記第１の軸の長さを算出する第１長さ算出工程と、前記
第２の軸の長さを算出する第２長さ算出工程と、前記第
１の軸の長さ及び前記第２の軸の長さに基づき前記略楕
円画像の回転楕円体の体積を算出する体積算出工程とを
備えたことを特徴とする体積計測方法。

【００４２】（付記項２） 生体内に挿入し超音波を送
受する超音波プローブからの前記超音波の反射波に基づ
き前記生体内の臓器の超音波画像を生成する超音波画像
処理方法において、前記臓器が略楕円体形状の際の前記
臓器の体積を算出する体積算出工程を有し、前記体積算
出工程は、前記臓器の略楕円の超音波画像の第１の軸を
指定する第１軸指定工程と、前記第１の軸の中点を算出
する中点算出工程と、前記中点を通り前記第１の軸に垂
直な直線上に前記臓器の略楕円の超音波画像の第２の軸
を指定する第２軸指定工程と前記第１の軸の長さを算出
する第１長さ算出工程と、前記第２の軸の長さを算出す
る第２長さ算出工程と、前記第１の軸の長さ及び前記第
２の軸の長さに基づき前記略楕円体形状の前記臓器の体
積を演算する体積演算工程とを備えたことを特徴とする
超音波画像処理方法。

【００４３】（付記項３） 前記臓器は前立腺であるこ
とを特徴とする付記項２に記載の超音波画像処理方法。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、簡
単で信頼性の高い楕円体の体積計測を行うことができる
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る超音波診断装置の
構成を示す構成図

【図２】図１の超音波診断装置本体の構成を示す構成図

【図３】図１のキーボードの構成を示す構成図

【図４】図２のＣＰＵの構成を示す機能ブロック図

【図５】図１の超音波診断装置の作用を説明する第１の
説明図

【図６】図１の超音波診断装置での体積計測の処理の流
れを示すフローチャート

【図７】図１の超音波診断装置の作用を説明する第２の
説明図

【図８】図６のステップＳ８の処理の流れを示すフロー
チャート

【図９】図６のステップＳ９の処理の流れを示すフロー
チャート

【図１０】従来の超音波診断装置のＣＰＵの構成を示す
機能ブロック図

【図１１】従来のの超音波診断装置の体積計測の処理を
説明する説明図

【符号の説明】 １…超音波診断装置 ２…先端部 ３…超音波プローブ ４…モニタ ５…超音波診断装置本体 １１…送受回路 １２…ＤＳＣ １３…ＣＰＵ １４…キャラクタ生成回路 １５…映像合成回路 ２１…文字入力部 ２２…矢印キー部 ２３…マーカ指定部 ２４…メニューキー ２５…クリアキー ２６…フリーズキー ２７…プリントキー ２８…カーソルキー ２９…トラックボール ３０…確定キー ３１…モード制御部 ３２…カーソル制御部 ３３…体積演算部 ３４…初期位置設定テーブル ３５…移動制御部 ３６…中点計算部 ３７…移動方向制御部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 略楕円画像の第１の軸を指定する第１軸
   指定手段と、 前記第１の軸の中点を算出する中点算出手段と、 前記中点を通り前記第１の軸に垂直な直線上に前記略楕
   円画像の第２の軸を指定する第２軸指定手段と前記第１
   の軸の長さを算出する第１長さ算出手段と、 前記第２の軸の長さを算出する第２長さ算出手段と、 前記第１の軸の長さ及び前記第２の軸の長さに基づき前
   記略楕円画像の回転楕円体の体積を算出する体積算出手
   段とを備えたことを特徴とする体積計測装置。
2. 【請求項２】 生体内に挿入し超音波を送受する超音波
   プローブと、前記超音波プローブからの前記超音波の反
   射波に基づき前記生体内の臓器の超音波画像を生成する
   超音波画像処理手段とからなる超音波診断装置におい
   て、 前記超音波画像処理手段は、前記臓器が略楕円体形状の
   際の前記臓器の体積を算出する体積算出手段を有し、 前記体積算出手段は、 前記臓器の略楕円の超音波画像の第１の軸を指定する第
   １軸指定手段と、 前記第１の軸の中点を算出する中点算出手段と、 前記中点を通り前記第１の軸に垂直な直線上に前記臓器
   の略楕円の超音波画像の第２の軸を指定する第２軸指定
   手段と前記第１の軸の長さを算出する第１長さ算出手段
   と、 前記第２の軸の長さを算出する第２長さ算出手段と、 前記第１の軸の長さ及び前記第２の軸の長さに基づき前
   記略楕円体形状の前記臓器の体積を演算する体積演算手
   段とを備えたことを特徴とする超音波診断装置。
3. 【請求項３】 前記臓器は前立腺であることを特徴とす
   る請求項２に記載の超音波診断装置。